Abstract The removal of inorganic impurities Cl−, CO32– and SO42− from Bayer liquor largely relies on their incorporation into sodium aluminosilicates (ideal formulae Na8(AlSiO4)6 × 2 yH2O; X = Cl−, OH−, ½ CO32−, ½ SO42−, Al(OH)4−, y = 0–4), a waste by-product formed from the precipitation of solution silicates. This paper aims to examine the effect of anion incorporation on the structural properties of sodium aluminosilicates precipitated from synthetic Bayer liquors containing 5.0 M NaOH, 2.0 M NaAl(OH)4, with 0–0.4 M NaCl or Na2CO3 or Na2SO4 under typical Bayer digestion conditions (150 °C/1 h, 250 °C/30 min). Added anions promoted desilication by up to 80% (as solution SiO2) compared to conditions without added impurities. Al(OH)4− and CO32– were found to be ubiquitous in Bayer sodium aluminosilicate regardless of synthesis conditions, and may occupy up to 75% and 85% of cages respectively; the maximum incorporations of Cl− and SO42− saw a similar extent. The incorporation of each inorganic anion increased with higher reaction temperature. Divalent anions CO32– and SO42− promoted the phase transformation from sodalite to cancrinite to a greater extent than the monovalent anions Cl−, OH−, Al(OH)4−, which did not exhibit a phase change. The amorphous content in precipitates decreased significantly in the presence of inorganic anions. The modelling of a unique Bayer hydroxy-cancrinite phase was necessary to match the aluminosilicate XRD patterns, and atomic positions and occupancies were determined through Rietveld refinement.

中文翻译：

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拜耳法消解条件下阴离子对形成的铝硅酸钠的影响

摘要 从拜耳液中去除无机杂质 Cl-、CO32- 和 SO42- 很大程度上依赖于它们与铝硅酸钠的结合（理想分子式 Na8(AlSiO4)6 × 2 yH2O；X = Cl-, OH-, ½ CO32-, ½ SO42−, Al(OH)4−, y = 0–4)，一种由溶液硅酸盐沉淀形成的废副产品。本文旨在研究阴离子掺入对典型拜耳消化条件下从含有 5.0 M NaOH、2.0 M NaAl(OH)4 和 0-0.4 M NaCl 或 Na2CO3 或 Na2SO4 的合成拜耳液中沉淀的铝硅酸钠结构特性的影响（150 °C/1 小时，250 °C/30 分钟）。与不添加杂质的条件相比，添加的阴离子促进了高达 80% 的脱硅（作为溶液 SiO2）。无论合成条件如何，Al(OH)4-和CO32-都被发现在拜耳硅铝酸钠中无处不在，可分别占笼子的 75% 和 85%；Cl- 和 SO42- 的最大掺入程度相似。每种无机阴离子的掺入随着反应温度的升高而增加。二价阴离子 CO32- 和 SO42- 比单价阴离子 Cl-、OH-、Al(OH)4- 更大程度地促进了从方钠石到钙沸石的相变，后者没有表现出相变。在无机阴离子的存在下，沉淀物中的无定形含量显着降低。独特的拜耳羟基-钙质相的建模对于匹配铝硅酸盐 XRD 图案是必要的，并且原子位置和占有率是通过 Rietveld 精修确定的。每种无机阴离子的掺入随着反应温度的升高而增加。二价阴离子 CO32- 和 SO42- 比单价阴离子 Cl-、OH-、Al(OH)4- 更大程度地促进了从方钠石到钙沸石的相变，后者没有表现出相变。在无机阴离子的存在下，沉淀物中的无定形含量显着降低。独特的拜耳羟基-钙质相的建模对于匹配铝硅酸盐 XRD 图案是必要的，并且原子位置和占有率是通过 Rietveld 精修确定的。每种无机阴离子的掺入随着反应温度的升高而增加。二价阴离子 CO32- 和 SO42- 比单价阴离子 Cl-、OH-、Al(OH)4- 更大程度地促进了从方钠石到钙沸石的相变，后者没有表现出相变。在无机阴离子的存在下，沉淀物中的无定形含量显着降低。独特的拜耳羟基-钙质相的建模对于匹配铝硅酸盐 XRD 图案是必要的，并且原子位置和占有率是通过 Rietveld 精修确定的。在无机阴离子的存在下，沉淀物中的无定形含量显着降低。独特的拜耳羟基-钙质相的建模对于匹配铝硅酸盐 XRD 图案是必要的，并且原子位置和占有率是通过 Rietveld 精修确定的。在无机阴离子的存在下，沉淀物中的无定形含量显着降低。独特的拜耳羟基-钙质相的建模对于匹配铝硅酸盐 XRD 图案是必要的，并且原子位置和占有率是通过 Rietveld 精修确定的。